Новости | Ученые раскрыли механизмы старения яичников: передовой молекулярный атлас расширяет исследования фертильности и здорового долголетия

Новости | Ученые раскрыли механизмы старения яичников: передовой молекулярный атлас расширяет исследования фертильности и здорового долголетия

В недавнем исследовании ученые из нескольких американских научных учреждений применили передовую мультиомиксную технологию на уровне отдельных ядер, чтобы выявить биологические механизмы старения яичников. Сравнив молекулярные и генетические характеристики яичников у более молодых женщин в возрасте 23-29 лет и женщин репродуктивного возраста в возрасте 49-54 лет, исследователи картировали возрастные изменения экспрессии генов и доступности хроматина во всех основных типах клеток яичника, включая фолликулярные клетки гранулезы, эндотелиальные клетки яичника и стромальные клетки, а также выявили новые биомаркеры старения яичников.

Исследование, опубликованное в Nature Aging, выявило 3455 дифференциально экспрессируемых генов (DEG), связанных со старением яичников, включая RICTOR, MAP3K5, IGF1R и APOE. Также были обнаружены функциональные некодирующие регуляторные варианты и такие факторы транскрипции, как CEBPD, значение которых для старения яичников ранее не признавалось. Особое внимание исследование уделило сигнальному пути mTOR как специфичному для яичников пути старения, который может иметь терапевтическое значение для замедления старения яичников.

Интегрировав данные полногеномных ассоциативных исследований (GWAS), команда создала и открыла для общего доступа подробный молекулярный атлас старения яичников. Он будет поддерживать будущие исследования старения, особенно работу по сохранению фертильности и вмешательствам при возрастных заболеваниях.

Предпосылки: биологические маркеры старения яичников

Яичники — это две железы женской репродуктивной системы, вырабатывающие яйцеклетки и гормоны, необходимые для фертильности. Они относятся к числу первых тканей человека, подвергающихся возрастным изменениям: количество и качество ооцитов постепенно снижаются. Исследования показывают, что старение яичников значительно ускоряется примерно в возрасте 37 лет, существенно повышая риск бесплодия и хромосомных аномалий.

Геномные исследования показали, что старение яичников в значительной степени зависит от генетики; это подтверждается различиями в возрасте естественной менопаузы (ANM) у близнецов. Однако традиционные молекулярные методы не обеспечивали достаточной детализации для полного объяснения этих механизмов. Используя мультиомику на уровне отдельных ядер, новое исследование точно картировало изменения доступности хроматина и экспрессии генов при старении яичников, восполнив важный пробел в исследованиях.

Методы: мультиомика раскрывает молекулярную основу старения яичников

Исследователи использовали секвенирование РНК отдельных ядер (snRNA-seq) и секвенирование доступного для транспозазы хроматина отдельных ядер (snATAC-seq), чтобы проанализировать 8 криоконсервированных образцов человеческих яичников у более молодых женщин в возрасте 23-29 лет и женщин репродуктивного возраста в возрасте 49-54 лет. Эти высокопроизводительные методы позволили картировать доступность хроматина и транскрипционные профили каждого типа клеток яичника, а также выявить высокоскоординированные возрастные изменения экспрессии генов.

В отличие от клеток других органов, клетки яичника демонстрировали высокоскоординированную экспрессию генов при старении, что указывает на высокую синхронность этого процесса. Значимые изменения наблюдались в таких типах клеток, как клетки гранулезы и эндотелиальные клетки яичника; большинство возрастных изменений экспрессии генов происходило в клетках гранулезы.

Ключевой вывод: сигнальный путь mTOR как новый маркер старения яичников

Результаты показывают, что сигнальный путь mTOR играет центральную роль в старении яичников и может быть специфичным для яичников путем старения. Поэтому он может стать потенциальной терапевтической мишенью для замедления старения яичников и улучшения сохранения фертильности. Большинство функциональных вариантов, выявленных при старении яичников, располагалось в некодирующих областях, что открывает новое направление для вмешательств, направленных на эти области.

Используя платформу CellChat, команда также обнаружила, что с возрастом значительно снижается коммуникация между клетками гранулезы, эндотелиальными клетками яичника и ооцитами. Исследователи отметили, что это может быть тесно связано с возрастным снижением функции яичников и помочь в разработке методов лечения, направленных на определенные типы клеток.

Заключение: основа для исследований старения яичников

Исследование дает важное представление о молекулярной, клеточной и генетической основе старения яичников человека. Подробный атлас служит исследователям ресурсом по возрастным типам клеток и ключевым генам. Полученные данные создают теоретическую основу для вмешательств, направленных на mTOR и другие пути старения, и способствуют развитию исследований по замедлению старения яичников и сохранению фертильности.

Эта работа представляет собой важный шаг к замедлению или даже обращению старения яичников и может открыть новые способы улучшения фертильности и снижения возрастных проблем со здоровьем.

Источник:

Собрано в интернете